회로차단기(서킷브레이커 Circuit Breaker)란?

 

회로차단기(서킷브레이커, Circuit Breaker = C/B, NFB, C/P)

= 입력전원의 이상에서 장비 및 회로를 보호해 주는 굉장히 중요한 역할

 

1. 회로차단기 2종류

1) Magnetic 방식 : 내부 코일에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자기장을 이용하는 방식

 

2) Thermal 방식 : 내부 Bimetal(바이메탈)이 열에 의해 휘어지는 성질을 이용

 

2. Magnetic Circuit Breaker 종류

    Magnetic / Hydraulic-Magnetic / Thermal-Magnetic 으로 종류를 나눌 수 있음.

 

- Magnetic은 가장 기본적인 제품이며, 전자석을 활용합니다.

- Hydraulic Magnetic은 Moving Core를 Oil 내부에 넣어 주변온도에 의한 영향을 최소화 하였습니다.

  그리고, 내부 Oil을 조절하여 Time Delay를 좀 더 길게 설정할 수 있습니다.

- Thermal-Magnetic은 Magnetic과 Thermal의 기능을 둘 다 보유한 제품입니다.

 

Magnetic 차단기의 최대 장점은 차단된 회로를 Reset 하는데 필요한 회복시간이 없다는 것입니다.

아래 그림은 Magnetic 차단기의 내부 구조이며, 각 부의 명칭을 기입하였습니다.

 

 

 

 

3. Thermal Circuit Breaker

 - Thermal 차단기는 Bimetal(바이메탈)을 활용한 차단기 입니다.

 - 바이메탈은 두가지 금속을 합쳐놓은 소자로써, 서로 다른 열팽창 계수에 의해 한쪽으로 휘게 됩니다.

 - 구조가 단순하기 때문에 가격이 매우 저렴하다는 장점이 있습니다.

 - 다만, Reset을 위해서는 Bimetal이 식어야 한다는 문제가 있고, 주변 온도에 영향을 많이 받습니다.

 - 아래 그림은 Thermal 차단기의 내부 구조이며, 각 부의 명칭을 기입하였습니다.

 

 

동작 방식은 아래와 같습니다.

- Actuator를 On 시키면, Contactor가 Terminal에 부착되어 통전됩니다.

- 전류가 흐르는 동안, Bimetal에는 전류에 의한 발열이 발생합니다.

- 발열이 임계치 이상 발생하게 되면, Bimetal의 휨세에 의해 Trip Mechanism이 동작하게 됩니다.

- Trip Mechanism에 의해 Contactor가 Terminal에서 떨어지게 됩니다.

- 회로차단 완료, Actuator 또한 Off Position으로 돌아갑니다.

- Thermal 방식의 차단기는 Bimetal이 식어서 원래자리로 돌아갈 때까지 On 시킬 수 없습니다.

 

 

4. 회로차단기 선정을 위해 필요한 정보

 - 회로차단기는 장비 및 회로 보호를 위해 신중하게 선정해야 합니다.

 - 설계치보다 높은 용량을 사용했을 경우, 정상적인 운용에는 문제가 없으나 과전류에 의한 파손을 제대로 보호하지 못할 수 있습니다.

 - 설계치보다 낮은 용량을 사용할 경우, 정상적인 운용이 안될 수 있습니다. (정상 전류에도 트립됨)

차단기 선정을 위한 필수 정보

- Trip Current (또는 전압차단을 원할경우 Trip Voltage)

- Voltage Rating

- Pole

- Application 또는 Dimension

 

차단기 선정을 위한 부가 정보

- Terminal

- Mounting

- Time Delay

- Approval

- Other special requirements

 

5. 회로차단기 모의 선정

회로 차단기는 제조사 별로 표기된 용어 등이 조금씩 다르고,

너무나 많은 옵션이 존재하기 때문에, 선정이 다소 어려울 수 있습니다.

앞서 살펴본 내용들을 활용하여, 인터넷에서 찾은 아무 제조사의 Data Sheet로 하기 모의사양에 대해 선정하여 보겠습니다.

 

모의사양

- Trip Current : 10A / 2 Poles

- Voltage Rating : 220 Vac

- Application : 의료장비의 전원스위치 (크기가 작은 Rocker Type)

- Terminal : Quick Connect

- Approval : 의료장비를 유럽으로 수출하고자 함